Das Geheimnis der frühen Drehung der Sonne könnte im Mondgestein vergraben sein

Eine Künstlerin

Künstlerische Darstellung einer jungen Erde kurz nach einem großen Einschlag, der Magma an die Oberfläche des Planeten brachte. (Bildnachweis: Simone Marchi)

Die NASA könnte die Geheimnisse der frühen Geschichte der Sonne an einem unwahrscheinlichen Ort entdecken: Mond der Erde .



Eine neue Studie, die teilweise auf Simulationen basiert, könnte Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie bewohnbar das Sonnensystem der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren war. Denn Forscher durchkämmen das Universum mit Teleskopen auf der Suche nach bewohnbare Welten , möchten sie besser verstehen, wie sich das Leben hier auf der Erde entwickelt hat, unser bisher einziges Beispiel für eine lebenserhaltende Welt. Faktoren wie die Entfernung eines felsigen Planeten von seiner Sonne und ob diese Welt flüssiges Wasser aufnehmen kann, sind entscheidend. Wissenschaftler vermuten aber auch, dass Strahlung wichtig ist, und wir wissen noch wenig über diesen Faktor.

'Wir wussten nicht, wie die Sonne in ihren ersten Milliarde Jahren aussah, und sie ist sehr wichtig, weil sie wahrscheinlich die Entwicklung der Venusatmosphäre und wie schnell sie Wasser verloren hat, verändert hat', Studie Hauptautor Prabal Saxena, Astrophysiker am Goddard Space der NASA Flugzentrum in Maryland, sagte in einer Erklärung . 'Es hat wahrscheinlich auch verändert, wie schnell der Mars seine Atmosphäre verlor, und es veränderte die Atmosphärenchemie der Erde.'

Verwandt: Was uns Mondkrater über die Erde und unser Sonnensystem sagen können

Ein Schlüsselproblem besteht darin, zu verstehen, wie schnell sich die junge Sonne drehte, denn je schneller sie sich drehte, desto mehr Strahlung hätte sie in das Sonnensystem gespuckt, was möglicherweise die Atmosphären der Planeten zerstört hätte. Aber Wissenschaftler waren damals noch nicht da, also wollen sie eine Art Aufzeichnung im Sonnensystem finden. Zum Glück könnte die Mondoberfläche die Antwort liefern.

Diese Oberfläche stammt letztendlich aus der Zeit vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, als eine marsgroße Welt auf die Erde stürzte. Teile der Kollision landeten in einer Umlaufbahn um den Planeten, kollidierten allmählich miteinander und bildeten den Mond.

Aber ein großes Loch in dieser Theorie bleibt: Warum der Mondregolith weniger Natrium und Kalium enthält als der Erdboden. Wenn die beiden Körper eine ähnliche Geschichte hatten, sollten sie jetzt sicherlich ähnliche Zusammensetzungen haben.

Hier setzt die neue Forschung an. Sie kombiniert dieses seit langem bestehende elementare Rätsel mit Computersimulationen der Sternenrotation, die teilweise auf Beobachtungen des Weltraumteleskop Kepler . Die Kombination deutet darauf hin, dass die Sonne ein langsamer Rotator war, der sich langsamer drehte als 50% der jungen Sterne.

NASA

Das Solar Dynamics Observatory der NASA entdeckte diese Sonneneruption (rechts, Mitte) und den Plasmaausbruch (rechts, unten) am 2. Oktober 2014.(Bildnachweis: NASA/SDO)

Nur Simulationen mit einem langsam rotierenden Stern (im Gegensatz zu mittel- oder schnell rotierenden Sternen) zeigten, dass geladene Teilchen von der Sonne auf die Mondoberfläche prallten und genügend Kalium und Natrium klopften in den Weltraum um die Elementlücke zu schaffen, die wir heute sehen.

Und diese langsame Rotation könnte auch hier auf der Erde Auswirkungen haben. Wenn sich die junge Sonne schnell gedreht hätte, hätte sie ' Superfackeln ,' oder flammt 10 Mal stärker auf als alle in der aufgezeichneten Geschichte beobachteten, mindestens 10 Mal am Tag. Dieses Sperrfeuer hätte den Luftdruck der Erde reduziert und Wasser aus der Atmosphäre gedrängt.

Außerdem hätte die Erde damals wie heute ein Magnetfeld erzeugt, das einige geladene Teilchen abgelenkt hat. Dadurch konnte sich unsere frühe, vulkanische Atmosphäre aus Kohlendioxid, Wasser und Stickstoff zu dem lebensfreundlichen Sauerstoff und Stickstoff entwickeln, den es heute gibt.

Aus der Sicht des Lebens hatte die Erde im Vergleich zu anderen Gesteinsplaneten im Sonnensystem Glück. Sowohl seine Nachbarn, mit viel schwächeren Magnetfelder , hatte weniger Schutz vor der ruhigeren Sonne. Der Mars verlor seine Atmosphäre durch Sonnenaktivität und dann auch sein fließendes Wasser, obwohl etwas Wasser an den Marspolen und im Untergrund eingeschlossen ist.

Venus verlor ihren frühen Wasserstoff (ein kritischer Bestandteil von Wasser), was schließlich zu einem außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt führte, der die Oberfläche der Venus bei sengenden 462 Grad Celsius röstet.

Eine Probe von Mondgestein, die während der Apollo 16-Mission gesammelt wurde.

Eine Probe von Mondgestein, die während der Apollo 16-Mission gesammelt wurde.(Bildnachweis: NASA/JSC)

Der Zusammenhang zwischen der langsamen Rotation unseres jungen Sterns und der Bewohnbarkeit der frühen Erde ist immer noch eine Hypothese, aber die Rückkehr von Astronauten zum Mond könnte dies ändern. Die NASA plant derzeit, Menschen am Südpol des Mondes zu landen, und genau dort glauben Wissenschaftler, dass das Magnetfeld des Mondes in dieser frühen Zeit Sonnenpartikel abgelenkt und auf der Oberfläche abgelagert hätte. Das Sammeln von Proben aus dieser Region, um sie in den Laboren der Erde zu untersuchen, könnte Wissenschaftlern die Daten liefern, die sie benötigen, um ihre Hypothese zu testen.

'Der Mond ist am Ende ein wirklich nützlicher Kalibrator und ein Fenster in die Vergangenheit, weil er keine störende Atmosphäre und keine Plattentektonik hat, die die Kruste wieder auftaucht', sagte Saxena. 'Als Ergebnis können Sie sagen: 'Hey, wenn Sonnenpartikel oder etwas anderes darauf treffen, sollte der Boden des Mondes Beweise dafür liefern.''

Ein Papier basierend auf der Forschung war veröffentlicht am 3. Mai in den Astrophysical Journal Letters.

  • Wie der Mond entstand: 5 wilde Mondtheorien
  • Wie sich der Mond entwickelt hat: Eine Foto-Timeline
  • Erstaunliche Mondfotos vom Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA

Folgen Sie Elizabeth Howell auf Twitter @howellspace . Folge uns auf Twitter @spacedotcom und weiter Facebook .